Welche Fahrraddesignfaktoren beeinflussen die Bremskraft?

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Ich hatte den Eindruck, dass Fahrräder und Motorräder nicht so schnell anhalten können wie Autos. Ich bin gespannt, welche Faktoren den größten Einfluss auf den Bremsweg des Fahrrads haben.

Was mir in den Sinn kommt, sind:

  • Reifengröße (mehr Gummi auf der Straße bedeutet mehr Bremskraft), ein Reifen mit höherem Durchmesser und niedrigerem Druck sollte mehr Reibung auf den Stopp ausüben können
  • Fahrradgewicht (weniger Gewicht ist weniger Trägheit)
  • Bremsentypen (?) Unterscheiden sich Felge und Scheibe (wie es scheint, sind sie vernachlässigbar, da beide das Rad blockieren, wenn zu viel Druck ausgeübt wird)

Wie wirken sich diese Faktoren aus? Welche anderen Faktoren beeinflussen das Bremsen? Welche Faktoren können für mehr Bremskraft optimiert werden - und zu welchem ​​Kompromiss?


Hinweis: Meine Behauptung, dass Autos schneller anhalten können als Fahrräder, stammt von meinem Motorradfahrer, als ich meine Motorrad-Zulassung erhielt. Es wurde festgestellt, dass Autos im Allgemeinen schneller anhalten können, und als solches müssen Sie lernen, weiter zurück zu folgen als beim Fahren und auch um angehaltene Fahrzeuge herumzukommen (in Notfällen), anstatt zu versuchen, eine Gerade zu bremsen line - da Sie höchstwahrscheinlich auf der Stoßstange landen werden, wenn Sie nur ohne zusätzliches Manövrieren bremsen.

STW
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Haben Sie Zitate / Studien, die dies belegen? Mich würde interessieren, wie sich der typische Bremsweg zwischen Autos, Motorrädern und Fahrrädern verhält.
Mac
+1 @Mac Motorräder haben eine enorme Bremskraft und ein sehr geringes Gewicht (daher weniger Energie gegen Bremsen). Ich würde mir sehr wünschen, dass einige Zahlen für diese Behauptung vorliegen.
Jv42
Laut Straßenverkehrsordnung benötigen große Fahrzeuge und Motorräder zum Anhalten einen größeren Abstand als Autos. Scheint nichts über Fahrräder zu sagen. direct.gov.uk/en/TravelAndTransport/Highwaycode/DG_070304
Tom77
Vielen Dank für die Eingabe, ich habe die Frage aktualisiert, um meine falschen Annahmen zu entfernen
STW
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@lantius - 13,9 Sekunden klingt zu lang, um aus 30 km / h heraus zu bremsen. Ich habe gerade die Summe gemacht und habe 1,39 Sekunden in ungefähr 15 Metern geschafft. Klingt das besser?
Mac

Antworten:

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Der größte Faktor für den Bremsweg eines Fahrrads ist die Massenübertragung beim Bremsen nach vorne. Bei einem aufrechten Fahrrad ist der begrenzende Faktor für die Bremswirkung der Punkt, an dem das Vorderrad Sie verlangsamt und Sie einfach über den Lenker wirft. Beim Bremsen verschiebt sich der Schwerpunkt nach vorne und das Hinterrad wird angehoben. Wenn Sie Ihr Gewicht beim Bremsen nach hinten und unten verlagern, wird Ihre Bremskraft erheblich erhöht. Ein von Menschen angetriebenes Fahrzeug mit einem niedrigeren Schwerpunkt, wie ein Liegerad oder ein Liegerad mit niedrigem Fahrer, kann in der Regel auch schneller anhalten.

Die Bremsgrenze eines Fahrrads liegt bei ungefähr 0,67 g , während die Grenze für ein typisches Personenkraftfahrzeug irgendwo zwischen 0,8 g und 1,0 g liegt. Die gesetzlichen Anforderungen in den USA sind noch weniger streng als diese Grenzwerte - in der Regel muss ein Personenkraftwagen mit 0,53 g bremsen können, während ein Fahrrad nur die Fähigkeit zum Schleudern des Hinterrads nachweisen muss und höchstens 0,2 g Bremskraft bietet ! Es ist sicherlich der Fall, dass Autos mit weniger Bremsvermögen unterwegs sind als viele Fahrräder.

Die Faktoren, die Sie erwähnen, sind im Grenzfall nicht wirklich von Bedeutung. Die Reibung hängt mit der Normalkraft über die Größe des Kontaktfleckens zusammen, sodass eine größere Oberfläche nicht wirklich hilft, und selbst wenn Sie die Reibung erhöht haben (klebrige Reifen). Sie würden immer noch Pitchover schlagen, bevor das Vorderrad ins Schleudern geriet. Das Gewicht des Fahrrads macht normalerweise einen winzigen Bruchteil des Gesamtsystemgewichts aus. Scheibenbremsen sind im Durchschnitt hilfreich, da die Scheiben normalerweise eine bessere Schnittstelle zwischen Rotor und Bremse aufweisen. Durch Festklemmen einer trockenen und sauberen Felgenbremse kann der Fahrer jedoch leicht über das Vorderrad geschleudert werden.

lantius
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Richtig. Wenn Sie ganz mit dem Hinterrad "panisch" bremsen, hebt sich das Gewicht davon und Sie rutschen ziemlich leicht. Wenn Sie ganz mit dem Vorderrad "panisch" bremsen, dann fahren Sie kopfüber. Es ist reine Physik und wird hauptsächlich von der Geometrie / Gewichtsverteilung des Fahrrads bestimmt.
Daniel R Hicks
Wow, ich bin immer davon ausgegangen, dass ein Fahrrad schneller anhalten kann als ein Auto, also habe ich mich nie darum gekümmert, wie viel Platz ich noch vor mir habe. Danke für den verlinkten Artikel. Ich muss von nun an mehr Platz vor mir lassen. Prost!
Mac
Scheibenbremsen sind auch einfacher zu modulieren (dh sie bringen unterschiedliche Kräfte und damit Bremskraft auf, um der maximalen Bremskraft näher zu kommen), und ihr Bremsen lässt mit Wasser nicht so leicht nach. Während sie unter perfekten Bedingungen nicht besser sind als eine Felgenbremse, verbessert sie den Durchschnittsfall (wie Sie sagen).
Ben Walding
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  • Reifengröße: nicht signifikant, da auf asphaltierten Straßen jeder Reifen genügend Reibung (Bremskraft) bieten sollte, um Sie zum kritischen Punkt / Kipppunkt zu bringen.
  • Fahrradgewicht: nicht signifikant im Vergleich zu Ihrem Gewicht (die Schwierigkeit besteht darin, den Fahrer aufzuhalten)
  • Bremsentypen: Ich habe Scheibenbremsen gefunden, die bei Nässe und Schnee auf Hügeln und im Verkehr zuverlässig sind.

Der kritische Faktor ist der Winkel zwischen Ihrem Schwerpunkt und dem Punkt, an dem Ihr Vorderreifen auf die Straße trifft. Wenn Sie tiefer und weiter hinten sitzen, wird dieser Winkel verringert. Schieben Sie also Ihren Hintern hinter die Rückenlehne des Sitzes.

Sie benötigen auch genügend Kraft oder Ausrichtung der Arme, um Sie zu stoppen: Achten Sie darauf, dass Ihre Arme nach unten zeigen, wenn Sie auf die Bremse treten. Wenn Sie sich so weit wie möglich nach hinten und unten positionieren, befinden Sie sich hinter dem Lenker (nicht über dem Lenker), gegen den Sie drücken, um sich beim Anhalten abzustützen.

Das Hinterrad rutscht vor dem Vorderrad (wenn die Verzögerung Sie nach vorne neigt, steigt das Gewicht auf das Vorderrad und vom Hinterrad ab, und die Reibung ist proportional zum Gewicht). Andererseits würde das Schleudern des Vorderrads zu einem Kontrollverlust führen. Eine Möglichkeit ist dann, mit beiden Rädern gleichzeitig zu bremsen und beide Bremssätze zu entlasten, wenn das Hinterrad zu schleudern beginnt (behandeln Sie es als ABS-System).

ChrisW
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Das Vorderrad rutscht nur auf sehr glatten Oberflächen. Der übliche Rat ist jedoch, mit beiden Rädern zu bremsen (ungefähr doppelt so viel Kraft vorne wie hinten) und nachzulassen, wenn das Hinterrad zu rutschen beginnt. (Ich habe vorher vorgeschlagen, dass ein Scheibenbremssystem als echtes ABS-System eingerichtet werden könnte, indem die hintere Bremse verwendet wird, um die vordere zu aktivieren.)
Daniel R Hicks
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Ja ... was die anderen gesagt haben. Ihre Verzögerung erreicht ihre maximale Grenze, wenn das Hinterrad vollständig entladen ist und das Fahrrad durch Drehen an der Vorderachse kurz vor dem Umkippen steht.

Ja, Sie können die Situation erheblich entschärfen, indem Sie den Po vom Sitz heben und Ihr Gewicht beim Bremsen nach hinten drücken. Wenn Sie mehr von Ihrem Gewicht hinter dem Drehpunkt (der Vorderachse) haben, können Sie vor dem Wenden noch mehr verzögern.

Diese Überlegungen, wie interessant sie auch sein mögen, sind so ziemlich nur akademisch.

Die WIRKLICHEN Determinanten, um eine Kollision vermeiden zu können, sind NICHT die theoretische Grenze der Verzögerung, sondern die Reaktionszeit und das Urteil des Fahrers, ob der Fahrer überhaupt auf eine panische Bremssituation achtet oder nicht Die körperliche Fähigkeit des Fahrers, "Body English" und Fahrradhandling richtig zu verwenden, um entweder das Fahrrad rechtzeitig anzuhalten, um das Hindernis zu manövrieren oder einfach auf eine Weise zusammenzustoßen, die die gefürchtete "Gesichtspflanze" vermeidet.

Angelo
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Im Ernst, jedes Fahrrad mit halbwegs guten Bremsen wird ziemlich schnell anhalten. Was ich versuche zu sagen, dass die besten Bremsen und Reifen der Welt Ihnen nicht mehr helfen, als nur auf das zu achten, was vor Ihnen liegt, und einige handwerkliche Fähigkeiten zu üben.
Angelo
Ich würde vermuten, dass Sie nicht für die praktischen Ratschläge herabgestuft wurden, sondern weil Ihr Rat nicht viel zur Beantwortung der Frage beiträgt.
STW
Ich verstehe, das ist cool, aber es gibt nicht viel, was man konstruktiv optimieren kann, um die Bremskraft zu optimieren. Solange Ihre Bremsen das Hinterrad schleudern können, sind Sie auf dem besten Weg dorthin. Darüber hinaus dreht sich alles um den Fahrer.
Angelo